Lors de la réception de gaz de torréfaction en brûlant du soufre, il n'est pas nécessaire de le nettoyer des impuretés. L'étape de préparation ne comprendra que le séchage des gaz et l'élimination de l'acide. Lorsque le soufre est brûlé, une réaction exothermique irréversible se produit :
S + O 2 = DONC 2 (1)
avec un très un grand nombre chaleur: changement H = -362,4 kJ / mol, soit en termes d'unité de masse 362,4 / 32 = 11,325 kJ / t = 11325 kJ / kg S.
Le soufre liquide fondu fourni pour la combustion s'évapore (ébullition) à une température de 444,6 *C; la chaleur de vaporisation est de 288 kJ/kg. Comme on peut le voir à partir des données ci-dessus, la chaleur de la réaction de combustion du soufre est tout à fait suffisante pour évaporer la charge d'alimentation, de sorte que l'interaction du soufre et de l'oxygène se produit en phase gazeuse (réaction homogène).
La combustion du soufre dans l'industrie s'effectue de la manière suivante. Le soufre est pré-fondu (pour cela, vous pouvez utiliser de la vapeur d'eau obtenue en utilisant la chaleur de la réaction de combustion principale du soufre). Le point de fusion du soufre étant relativement bas, il est facile de séparer les impuretés mécaniques non passées dans la phase liquide par décantation puis filtration du soufre, et d'obtenir une charge de pureté suffisante. Deux types de fours sont utilisés pour brûler le soufre fondu - buse et cyclone. Il est nécessaire de prévoir la pulvérisation de soufre liquide en eux pour son évaporation rapide et assurer un contact fiable avec l'air dans toutes les parties de l'appareil.
Depuis le four, le gaz de torréfaction entre dans la chaudière de récupération de chaleur puis dans les appareils suivants.
La concentration de dioxyde de soufre dans le gaz de grillage dépend du rapport de soufre et d'air fourni pour la combustion. Si l'air est prélevé en quantité stoechiométrique, c'est-à-dire pour chaque mole de soufre 1 mole d'oxygène, puis avec une combustion complète du soufre, la concentration sera égale à la fraction volumique d'oxygène dans l'air C donc 2. max \u003d 21%. Cependant, l'air est généralement prélevé en excès, sinon la température du four sera trop élevée.
Avec la combustion adiabatique du soufre, la température de cuisson du mélange réactionnel de composition stoechiométrique sera de ~ 1500*C. Concrètement, la possibilité d'augmenter la température dans le four est limitée par le fait qu'au dessus de 1300°C le garnissage du four et des conduites de gaz est rapidement détruit. Habituellement, lors de la combustion du soufre, un gaz de grillage contenant 13 à 14% de SO 2 est obtenu.
2. Oxydation par contact de so2 en so3
L'oxydation par contact du dioxyde de soufre est un exemple typique de catalyse exothermique oxydative hétérogène.
C'est l'une des synthèses catalytiques les plus étudiées. En URSS, les travaux les plus approfondis sur l'étude de l'oxydation du SO 2 en SO 3 et le développement de catalyseurs ont été réalisés par G.K. Boreskov. Réaction d'oxydation du dioxyde de soufre
DONC 2 + 0,5 O 2 = DONC 3 (2)
se caractérise par une valeur très élevée d'énergie d'activation et donc sa mise en œuvre pratique n'est possible qu'en présence d'un catalyseur.
Dans l'industrie, le principal catalyseur d'oxydation du SO 2 est un catalyseur à base d'oxyde de vanadium V 2 O 5 (masse de contact vanadium). L'activité catalytique dans cette réaction est également montrée par d'autres composés, principalement le platine. Cependant, les catalyseurs au platine sont extrêmement sensibles même à des traces d'arsenic, de sélénium, de chlore et d'autres impuretés, et ont donc été progressivement remplacés par des catalyseurs au vanadium.
La vitesse de réaction augmente avec une augmentation de la concentration en oxygène, de sorte que le processus dans l'industrie est réalisé avec un excès de celui-ci.
Étant donné que la réaction d'oxydation du SO 2 appartient au type exothermique, le régime de température pour sa mise en œuvre doit se rapprocher de la ligne des températures optimales. Le choix du mode de température est en outre imposé par deux contraintes liées aux propriétés du catalyseur. La limite de température inférieure est la température d'inflammation des catalyseurs au vanadium, qui, selon le type spécifique de catalyseur et la composition du gaz, est de 400 à 440 * C. la limite supérieure de température est de 600 à 650°C et est déterminée par le fait qu'au-dessus de ces températures, la structure du catalyseur est réarrangée et qu'il perd son activité.
Dans la plage de 400 à 600 * C, on cherche à réaliser le procédé de telle manière que lorsque le degré de conversion augmente, la température diminue.
Le plus souvent dans l'industrie, des dispositifs de contact d'étagère avec échange de chaleur externe sont utilisés. Le schéma d'échange de chaleur suppose l'utilisation maximale de la chaleur de réaction pour chauffer le gaz source et le refroidissement simultané du gaz entre les étagères.
Un des tâches critiques face à l'industrie de l'acide sulfurique - augmenter le degré de conversion du dioxyde de soufre et réduire ses émissions dans l'atmosphère. Ce problème peut être résolu de plusieurs manières.
L'une des méthodes les plus rationnelles pour résoudre ce problème, largement utilisée dans l'industrie de l'acide sulfurique, est la méthode du double contact et de la double absorption (DKDA). Pour déplacer l'équilibre vers la droite et augmenter le rendement du processus, ainsi que pour augmenter la vitesse du processus, le processus est effectué selon cette méthode. Son essence réside dans le fait que le mélange réactionnel, dans lequel le degré de conversion du SO 2 est de 90 à 95 %, est refroidi et envoyé vers un absorbeur intermédiaire pour séparer le SO 3 . Dans le gaz de réaction restant, le rapport O 2 :SO 2 augmente significativement, ce qui conduit à un déplacement de l'équilibre de la réaction vers la droite. Le gaz de réaction nouvellement chauffé est à nouveau introduit dans l'appareil de contact, où 95 % de la conversion du SO 2 restant sont atteints sur une ou deux couches de catalyseur. La conversion totale du SO 2 dans ce processus est de 99,5 % - 99,8 %.
Le soufre pur entre dans le collecteur par une conduite chauffée depuis le viaduc. La source de soufre liquide dans le compartiment de torréfaction peut être à la fois l'unité de fusion et de filtrage du soufre en morceaux et l'unité de vidange et de stockage du soufre liquide des citernes ferroviaires. Du collecteur à travers un collecteur intermédiaire d'une capacité de 32 m3, le soufre est pompé à travers une conduite de soufre en anneau jusqu'à l'unité de chaudière pour combustion dans un flux d'air séché.
Lorsque le soufre est brûlé, le dioxyde de soufre se forme par la réaction :
S(liquide) + O2(gaz) = SO2(gaz) + 362,4 kJ.
Cette réaction se poursuit avec dégagement de chaleur.
Le processus de combustion du soufre liquide sous atmosphère d'air dépend des conditions de cuisson (température, débit de gaz), proprietes physiques et chimiques(présence de cendres et d'impuretés bitumineuses dans celui-ci, etc.) et se compose d'étapes successives distinctes :
mélanger des gouttes de soufre liquide avec de l'air;
chauffage et évaporation des gouttes;
formation d'une phase gazeuse et inflammation du soufre gazeux ;
combustion des vapeurs en phase gazeuse.
Ces étapes sont indissociables les unes des autres et se déroulent simultanément et en parallèle. Il existe un processus diffusion-combustion soufre pour former du dioxyde de soufre, une petite quantité de dioxyde de soufre est oxydée en trioxyde. Lors de la combustion du soufre, avec une augmentation de la température du gaz, la concentration en SO2 augmente proportionnellement à la température. Lorsque le soufre est brûlé, des oxydes d'azote se forment également, qui polluent l'acide de production et polluent les émissions nocives. La quantité d'oxydes d'azote formés dépend du mode de combustion du soufre, de l'excès d'air et de la température du procédé. Lorsque la température augmente, la quantité d'oxydes d'azote formés augmente. Avec une augmentation du coefficient d'excès d'air, la quantité d'oxydes d'azote formés augmente, atteignant un maximum à un coefficient d'excès d'air de 1,20 à 1,25, puis diminue.
Le processus de combustion du soufre est effectué à une température de conception ne dépassant pas 1 200 ºC avec un apport d'air excédentaire aux fours cyclones.
Lorsque le soufre liquide est brûlé, une petite quantité de SO3 se forme. La fraction volumique totale de dioxyde de soufre et de trioxyde dans le gaz de procédé après la chaudière peut atteindre 12,8 %.
En soufflant de l'air froid séché dans le conduit de gaz devant l'appareil de contact, le gaz de procédé est en outre refroidi et dilué conformément aux normes de fonctionnement (la fraction volumique totale de dioxyde de soufre et de trioxyde ne dépasse pas 11,0%, la température est de 390 ° C à 420°C).
Le soufre liquide est fourni aux tuyères des fours cyclones de l'unité pour la combustion par deux pompes submersibles, dont l'un est réservé.
L'air séché dans la tour de séchage par un ventilateur (un - de travail, un - de réserve) est fourni à l'unité pour brûler le soufre et diluer le gaz aux normes de fonctionnement.
La combustion du soufre liquide à raison de 5 à 15 m 3 /h (de 9 à 27 t/h) est réalisée dans 2 fours cyclones situés l'un par rapport à l'autre à un angle de 110 degrés. et relié à la chaudière par une chambre de liaison.
Du soufre liquide filtré à une température de 135 ° C à 145 ° C est fourni pour la combustion.Chaque four comporte 4 buses pour le soufre avec une chemise de vapeur et un brûleur à gaz de démarrage.
La température du gaz à la sortie de la chaudière technologique énergétique est contrôlée par un papillon des gaz sur la dérivation chaude, qui laisse passer le gaz de la chambre de postcombustion des fours à cyclone, ainsi qu'une dérivation froide, qui fait passer une partie de l'air devant l'unité de la chaudière dans le conduit après la chaudière.
Unité de technologie énergétique à tubes d'eau à circulation naturelle, monopasse pour gaz est conçue pour refroidir les gaz sulfureux lors de la combustion de soufre liquide et générer de la vapeur surchauffée avec une température de 420 ° C à 440 ° C à une pression de 3,5 à 3,9 MPa.
L'unité technologique énergétique comprend les unités principales suivantes : un tambour avec un dispositif intra-tambour, un dispositif évaporateur avec un faisceau convectif, un châssis tubulaire refroidi, un four composé de deux cyclones et d'une chambre de transition, un portail, un châssis pour la batterie. Le surchauffeur de 1er étage et l'économiseur de 1er étage sont combinés en une seule unité à distance, le surchauffeur de 2e étage et l'économiseur de 2e étage sont situés dans des unités à distance séparées.
La température du gaz après les fours devant le bloc évaporateur monte à 1170 o C. Dans la partie évaporative de la chaudière, le gaz de procédé est refroidi de 450 o C à 480 o C, après la dérivation froide, la température du gaz diminue de 390 o C à 420 o C. Le gaz de procédé refroidi est envoyé à l'étape suivante de la production d'acide sulfurique - l'oxydation du dioxyde de soufre en trioxyde de soufre dans un appareil de contact.
Bases physiques et chimiques du procédé de combustion du soufre.
La combustion de S se produit avec le dégagement d'une grande quantité de chaleur: 0,5S 2g + O 2g \u003d SO 2g, ΔH \u003d -362,43 kJ
La combustion est un ensemble de phénomènes chimiques et physiques. Dans un incinérateur, on est confronté à des champs complexes de vitesses, de concentrations et de températures difficiles à décrire mathématiquement.
La combustion du S fondu dépend des conditions d'interaction et de combustion des gouttelettes individuelles. L'efficacité du processus de combustion est déterminée par le temps de combustion complète de chaque particule de soufre. La combustion du soufre, qui ne se produit qu'en phase gazeuse, est précédée de l'évaporation de S, du mélange de ses vapeurs avec de l'air et du chauffage du mélange à t, qui fournit la vitesse de réaction nécessaire. Puisque l'évaporation de la surface de la goutte ne commence plus intensément qu'à partir d'un certain t, chaque goutte de soufre liquide doit être chauffée à ce t. Plus t est élevé, plus il faut de temps pour chauffer la goutte. Lorsqu'une goutte se forme au-dessus de la surface mélange combustible vapeurs S et air de concentration maximale et t, l'inflammation se produit. Le processus de combustion d'une goutte S dépend des conditions de combustion : t et de la vitesse relative du flux de gaz, et des propriétés physico-chimiques du liquide S (par exemple, la présence d'impuretés de cendres solides dans S), et se compose des étapes suivantes : 1-mélange de gouttes de liquide S avec de l'air ; 2-échauffement de ces gouttes et évaporation ; 3-fractionnement de vapeur thermique S ; 4-formation de la phase gazeuse et son inflammation ; 5-combustion de la phase gazeuse.
Ces étapes se produisent presque simultanément.
À la suite du chauffage, une goutte de S liquide commence à s'évaporer, les vapeurs de S se diffusent vers la zone de combustion, où à haute t elles commencent à réagir activement avec l'O 2 de l'air, le processus de combustion par diffusion de S se produit avec le formation de SO2.
A haute t, la vitesse de la réaction d'oxydation S plus vite processus physiques, de sorte que le taux global du processus de combustion est déterminé par les processus de transfert de masse et de chaleur.
La diffusion moléculaire détermine un processus de combustion calme et relativement lent, tandis que la diffusion turbulente l'accélère. Lorsque la taille des gouttelettes diminue, le temps d'évaporation diminue. L'atomisation fine des particules de soufre et leur répartition uniforme dans le flux d'air augmente la surface de contact, facilite l'échauffement et l'évaporation des particules. Lors de la combustion de chaque goutte S entrant dans la composition du chalumeau, il faut distinguer 3 périodes : je- incubation ; II- brûlure intense ; III- période de burn-out.
Lorsqu'une goutte brûle, des flammes sortent de sa surface, ressemblant à éruptions solaires. Contrairement à la combustion classique par diffusion avec éjection de flammes à la surface d'une goutte enflammée, on parle de "combustion explosive".
La combustion de la goutte de S en mode diffusion est réalisée par évaporation de molécules à la surface de la goutte. Le taux d'évaporation dépend de propriétés physiques environnement liquide et t, et est déterminé par les caractéristiques du taux d'évaporation. En mode différentiel, S s'allume dans les périodes I et III. La combustion explosive d'une goutte n'est observée que dans la période de combustion intense de la période II. La durée de la période de combustion intense est proportionnelle au cube du diamètre initial des gouttelettes. Cela est dû au fait que la combustion explosive est une conséquence des processus se produisant dans le volume de la goutte. Caractéristique de taux de combustion calc. par f-le : À= /τ sg;
d n est le diamètre initial des gouttelettes, mm; τ est le temps de combustion complète de la goutte, s.
La caractéristique de la vitesse de combustion d'une goutte est égale à la somme des caractéristiques de diffusion et de combustion explosive : À= K vz + K diff ; kvz= 0,78∙exp(-(1,59∙p) 2,58); Différence K= 1,21∙p +0,23 ; K T2\u003d K T1 ∙ exp (E a / R ∙ (1 / T 1 - 1 / T 2)); K T1 - vitesse de combustion constante à t 1 \u003d 1073 K. K T2 - const. vitesse de chauffe à t différente de t 1 . Еа est l'énergie d'activation (7850 kJ/mol).
QUE. Les principales conditions pour une combustion efficace du liquide S sont : l'apport de toute la quantité d'air nécessaire à l'embouchure de la torche, une atomisation fine et uniforme du liquide S, une turbulence d'écoulement et une t élevée.
La dépendance générale de l'intensité d'évaporation du liquide S sur la vitesse du gaz et t : K 1= a∙V/(b+V); a, b sont des constantes dépendant de t. V - vitesse gaz, m/s. A t plus élevé, la dépendance de l'intensité d'évaporation S à la vitesse du gaz est donnée par : K 1= K o ∙ V n ;
| t, o C | lgK à propos | n |
| 4,975 | 0,58 | |
| 5,610 | 0,545 | |
| 6,332 | 0,8 |
Avec une augmentation de t de 120 à 180 o C, l'intensité de l'évaporation de S augmente de 5 à 10 fois et de t 180 à 440 o C de 300 à 500 fois.
Le taux d'évaporation à une vitesse de gaz de 0,104 m/s est déterminé par : = 8,745 - 2600/T (à 120-140 o C) ; = 7.346 -2025/T (à 140-200 o C); = 10.415 - 3480/T (à 200-440°C).
Pour déterminer le taux d'évaporation S à n'importe quel t de 140 à 440 ° C et une vitesse de gaz dans la plage de 0,026 à 0,26 m / s, il est d'abord trouvé pour une vitesse de gaz de 0,104 m / s et recalculé à une autre vitesse: lg = lg + n ∙ lgV `` /V ` ; La comparaison de la valeur du taux d'évaporation du soufre liquide et du taux de combustion suggère que l'intensité de la combustion ne peut pas dépasser le taux d'évaporation au point d'ébullition du soufre. Cela confirme l'exactitude du mécanisme de combustion, selon lequel le soufre ne brûle qu'à l'état de vapeur. La constante de vitesse d'oxydation des vapeurs de soufre (la réaction se déroule selon l'équation du second ordre) est déterminée par l'équation cinétique : -dС S /d = К∙С S ∙С О2 ; C S est la concentration de vapeur S; C O2 - vapeurs conc-I O 2; K est la constante de vitesse de réaction. La concentration totale de vapeurs S et O 2 op-yut: C S= un(1-x); Avec O2= b - 2ax ; a est la concentration de vapeur initiale S; b - concentration initiale de vapeurs d'O 2 ; х est le degré d'oxydation à la vapeur S. Alors :
K∙τ= (2,3 /(b – 2a)) ∙ (lg(b – ax/b(1 - x)));
La constante de vitesse de la réaction d'oxydation S en SO 2 : lgK\u003d B - A / T;
| à propos de C | 650 - 850 | 850 - 1100 |
| DANS | 3,49 | 2,92 |
| UN |
Gouttes de soufre d< 100мкм сгорают в диффузионном режиме; d>100 µm d'explosif, dans la zone de 100-160 µm, le temps de combustion des gouttes n'augmente pas.
Que. pour intensifier le processus de combustion, il est conseillé de pulvériser du soufre en gouttelettes d = 130-200 µm, ce qui nécessite un supplément d'énergie. Lors de la gravure du même nombre de S reçu. Plus le SO 2 est concentré, plus le volume de gaz de four est petit et plus sa t est élevée.
1 - C02 ; 2 - Avec SO2
La figure montre une relation approximative entre t et la concentration de SO 2 dans le gaz du four produit par la combustion adiabatique du soufre dans l'air. En pratique, on obtient du SO 2 très concentré, limité par le fait qu'à t > 1300, le garnissage du four et des conduites de gaz est rapidement détruit. De plus, dans ces conditions, des réactions secondaires entre O 2 et N 2 de l'air peuvent se produire avec la formation d'oxydes d'azote, qui est une impureté indésirable dans le SO 2, par conséquent, t = 1000-1200 est généralement maintenu dans les fours à soufre. Et les gaz de four contiennent 12 à 14 % en volume de SO 2 . À partir d'un volume d'O 2, un volume de SO 2 est formé. Par conséquent, la teneur théorique maximale en SO 2 dans les gaz de combustion lors de la combustion de S dans l'air est de 21%. Lors de la combustion de S dans l'air, tir. Teneur en O 2 du SO 2 dans mélange de gaz peut augmenter en fonction de la concentration en O 2 . La teneur théorique en SO 2 lors de la combustion de S dans de l'O 2 pur peut atteindre 100 %. La composition possible du gaz de torréfaction obtenu en brûlant S dans l'air et dans divers mélanges oxygène-azote est représentée sur la figure :
Fours pour brûler le soufre.
La combustion du S dans la production d'acide sulfurique est réalisée dans des fours à l'état atomisé ou TV. Pour brûler le S fondu, utilisez des fours à buse, à cyclone et à vibration. Les plus utilisés sont le cyclone et l'injecteur. Ces fours sont classés selon les signes :- selon le type de buses installées (mécaniques, pneumatiques, hydrauliques) et leur emplacement dans le four (radial, tangentiel) ; - par la présence d'écrans à l'intérieur des chambres de combustion ; - par exécution (horizons, verticales) ; - selon l'emplacement des trous d'entrée pour l'alimentation en air ; - pour les dispositifs de mélange de flux d'air avec des vapeurs de S ; - pour les équipements d'utilisation de la chaleur de combustion S ; - par nombre de caméras.
Four à bec (riz)
1 - cylindre en acier, 2 - revêtement. 3 - amiante, 4 - cloisons. 5 - buse pour pulvériser du carburant, 6 buses pour pulvériser du soufre,
7 - une boîte pour fournir de l'air au four.
Il a une conception assez simple, facile à entretenir, il a une image de gaz, une concentration constante en SO 2. Aux graves lacunes comprennent : destruction progressive des cloisons en raison de t élevé ; faible contrainte thermique de la chambre de combustion ; difficulté à obtenir du gaz à haute concentration, tk. utiliser un grand excès d'air; dépendance du pourcentage de combustion sur la qualité de la pulvérisation S ; consommation de combustible importante lors du démarrage et du chauffage du four; des dimensions et un poids relativement importants et, par conséquent, des investissements en capital importants, des zones de production, les coûts d'exploitation et de grandes pertes de chaleur dans l'environnement.
Plus parfait fours cyclones.
1 - préchambre, 2 - boîte à air, 3, 5 - chambres de postcombustion, 4. 6 anneaux de pincement, 7, 9 - buses pour l'alimentation en air, 8, 10 - buses pour l'alimentation en soufre.
Livraison: entrée d'air tangentielle et S ; assure une combustion uniforme du S dans le four grâce à une meilleure turbulence d'écoulement ; la possibilité d'obtenir le gaz de procédé final jusqu'à 18 % de SO 2 ; contrainte thermique élevée de l'espace du four (4,6 10 6 W / m 3); le volume de l'appareil est réduit d'un facteur 30-40 par rapport au volume d'un four à buse de même capacité ; concentration permanente SO 2; régulation simple du processus de combustion S et son automatisation ; faible temps et matériau combustible pour chauffer et démarrer le four après un long arrêt; plus faible teneur en oxydes d'azote après le four. Semaines de base associé à un t élevé dans le processus de combustion ; fissuration possible du revêtement et des soudures ; Une pulvérisation insatisfaisante de S conduit à une percée de ses vapeurs dans l'équipement t/échange après le four, et par conséquent à une corrosion de l'équipement et à une inconstance de t à l'entrée de l'équipement t/échange.
Le S en fusion peut entrer dans le four par des buses tangentielles ou axiales. Avec l'implantation axiale des tuyères, la zone de combustion est plus proche de la périphérie. À la tangente - plus près du centre, grâce à quoi l'effet de t élevé sur la doublure est réduit. (riz) Le débit de gaz est de 100-120 m / s - cela crée une condition favorable pour le transfert de masse et de chaleur, et le taux de combustion augmente S.
Four vibrant (riz).
1 - tête de four à brûleur ; 2 - clapets anti-retour ; 3 - canal de vibration.
Lors de la combustion vibrante, tous les paramètres du processus changent périodiquement (pression dans la chambre, vitesse et composition du mélange gazeux, t). Appareil pour vibreur. la combustion S est appelée four-brûleur. Avant le four, le S et l'air sont mélangés et ils traversent clapets anti-retour(2) à la tête du four-brûleur, où a lieu la combustion du mélange. L'approvisionnement en matières premières est effectué par portions (les processus sont cycliques). Dans cette version du four, la puissance calorifique et la vitesse de combustion augmentent considérablement, mais avant d'enflammer le mélange, un bon mélange du S atomisé avec de l'air est nécessaire pour que le processus se déroule instantanément. Dans ce cas, les produits de combustion se mélangent bien, le film de gaz SO 2 entourant les particules de S est détruit et facilite l'accès de nouvelles portions d'O 2 dans la zone de combustion. Dans un tel four, le SO 2 résultant ne contient pas d'imbrûlés, sa concentration est élevée en tête.
Pour un four à cyclone, par rapport à un four à buses, il se caractérise par une contrainte thermique 40 à 65 fois supérieure, la possibilité d'obtenir un gaz plus concentré et une plus grande production de vapeur.
L'équipement le plus important pour brûler le liquide S est la buse, qui doit assurer une pulvérisation fine et uniforme du liquide S, un bon mélange avec l'air dans la buse elle-même et derrière celle-ci, un réglage rapide du débit de liquide S tout en maintenant le débit nécessaire rapport avec l'air, la stabilité d'une certaine forme, la longueur de la torche, et ont également une conception solide, fiable et facile à utiliser. Pour le bon fonctionnement des buses, il est important que le S soit bien nettoyé des cendres et du bitume. Les buses sont à action mécanique (rendement sous sa propre pression) et pneumatique (l'air est toujours impliqué dans la pulvérisation).
Utilisation de la chaleur de combustion du soufre.
La réaction est très exothermique, de ce fait, une grande quantité de chaleur est dégagée et la température des gaz à la sortie des fours est de 1100-1300 0 C. Pour l'oxydation par contact du SO 2, la température des gaz à l'entrée du 1er couche du cat-ra ne doit pas dépasser 420 - 450 0 C. Par conséquent, avant l'étape d'oxydation du SO 2 , il est nécessaire de refroidir le flux de gaz et d'utiliser l'excès de chaleur. Dans les systèmes d'acide sulfurique fonctionnant au soufre pour la récupération de chaleur, les chaudières de récupération de chaleur à tubes d'eau avec circulation naturelle de la chaleur sont les plus largement utilisées. SETA - C (25 - 24); RKS 95 / 4.0 - 440.
La chaudière à technologie énergétique RKS 95/4.0 - 440 est une chaudière à tubes d'eau, à circulation naturelle, étanche au gaz, conçue pour fonctionner avec pressurisation. La chaudière comprend des évaporateurs de 1er et 2e étage, des économiseurs à distance de l'étage 1.2, des surchauffeurs à distance de l'étage 1.2, un tambour, des fours à combustion de soufre. Le four est conçu pour brûler jusqu'à 650 tonnes de liquide. Soufre par jour. Le four est constitué de deux cyclones reliés l'un par rapport à l'autre à un angle de 110 0 et d'une chambre de transition.
Corps intérieur d'un diamètre de 2,6 m, repose librement sur des supports. L'enveloppe extérieure a un diamètre de 3 m. L'espace annulaire formé par les enveloppes intérieure et extérieure est rempli d'air qui pénètre ensuite dans la chambre de combustion par des tuyères. Le soufre est fourni au four par 8 buses de soufre, 4 sur chaque cyclone. La combustion du soufre se produit dans un flux tourbillonnant gaz-air. La turbulence du flux est obtenue en introduisant tangentiellement de l'air dans le cyclone de combustion à travers des buses d'air, 3 dans chaque cyclone. La quantité d'air est contrôlée par des volets motorisés sur chaque buse d'air. La chambre de transition est conçue pour diriger le flux de gaz des cyclones horizontaux dans le conduit de gaz vertical de l'évaporateur. La surface intérieure de la chambre de combustion est revêtue de briques en mulite-corindon de la marque MKS-72, de 250 mm d'épaisseur.
1 - cyclonique
2 - chambre de transition
3 - dispositifs d'évaporation
Les grands axes de recherche dans le domaine des CCGT
Les principaux axes de recherche dans le domaine des CCGT comprennent :
Estimation des réserves de charbon à développer par la méthode CCGT ;
Rechercher des moyens d'améliorer l'efficacité énergétique et chimique. processus de gazéification souterraine du charbon;
Développement de la technologie et évaluation technico-économique de l'utilisation intégrée des gaz CCGT dans les industries énergétique et chimique ;
Obtenir un gaz d'une composition donnée répondant aux exigences de sa transformation en produits chimiques, développer des méthodes de nettoyage et d'enrichissement des gaz pour assurer son utilisation plus économique en technologie chimique ;
Développement de méthodes de gestion et de suivi de la composition des gaz CCGT ;
Étude de faisabilité de la faisabilité du traitement des gaz CCGT pour les produits chimiques, en tenant compte de la croissance du déficit et du coût gaz naturel et huile;
Développement des méthodes de nettoyage et de leur enrichissement, ainsi que développement des méthodes d'utilisation de la chaleur et de la zone gazée et des gaz de la CCGT.
Pour résoudre ces problèmes, il est déjà nécessaire d'identifier les gisements de charbon prometteurs pour le développement, de mener des recherches pour améliorer la technologie (sélection de la grille de puits optimale, méthodes de coupe, intensité et composition du tir, etc.), déterminer la pertinence de schémas existants pour le traitement technologique des gaz CCGT, et faire un choix et une conception d'équipements pour les puits et le complexe de traitement de surface, y compris la sélection de matériaux et de revêtements résistants à la chaleur et à la corrosion pour les puits et les utilités de surface.
Stratégiquement, le gaz CCGT peut être utilisé comme source d'énergie industrielle locale en s'appuyant sur les travaux de l'entreprise intégrée CCGT-TPP.
La méthode CCGT est extrêmement prometteuse pour fournir de l'énergie à Primorye, où il est opportun de construire des stations CCGT dans la zone d'un certain nombre de mines fermées.
Questions pour la rubrique :
1. Système technologique stations souterraines de gazéification du charbon.
2. Étapes du processus de gazéification du charbon.
Combustion souterraine du soufre - une méthode de développement de gisements d'auto-
soufre natif par son oxydation à haute température in situ
L'idée de la méthode remonte à l'ancienne pratique de la fusion du soufre à partir de
minerais de gel en raison de la chaleur de la combustion d'une partie du soufre en particulier
chah - "calcarona". La première tentative d'obtention de soufre avec son partiel
le brûlage souterrain a été entrepris en 1910 par un ingénieur italien
D. Fiori, qui a proposé de brûler du soufre sur étages supérieurs pré-
soigneusement préparé par des travaux verticaux et horizontaux
bloc de minerai afin de recueillir l'eau qui coule sur les étages inférieurs du bloc
soufre liquide. En pratique, il s'est avéré que la résultante
le soufre contient beaucoup de cendres et son rendement est insignifiant .. Dans les années 30 du XXe siècle
propositions pour la mise en oeuvre du procédé de combustion partielle du soufre
in situ à travers des puits pour produire du soufre sous forme liquide
ou à vapeur ont été proposés par l'ingénieur autrichien G. Schmatzel et l'italien
écumer R. Verderamo. En 1958, l'ingénieur italien D. Giorgi publie
a forgé le projet de développement de la "zone de combustion supérieure" de la mine Cozzo Disi
(Sicile). Le projet prévoyait à la fois l'utilisation de sulfure
gaz dans la production d'acide et la libération de soufre liquide. En 1962-66.
Les ingénieurs américains Miller, ainsi que White et Moss, ont proposé un pro-
pour évacuer sa combustion sur le lieu de l'événement, en fournissant de l'air pour la combustion et
éliminer le dioxyde de soufre gazeux formé à travers les puits. Dan-
Aucune expérience n'a été menée aux États-Unis. Méthode de combustion souterraine
soufre en mettant l'accent sur la production prédominante de dioxyde de soufre
pour la production d'acide sulfurique a été développé en 1973-79. MONIL-
Géo GIGHS. tel qu'appliqué à la partie non arrosée de la sulfurique Gaurdak
gisements (Turkménistan). En 1976-1978. réussi
essais technologiques à l'usine pilote de l'usine de soufre de Gaurdak
Oui. On montre qu'avec un soufflage d'air, la température dans la chambre de combustion atteint
atteint 1200 °C, tandis que les gaz de combustion contiennent 5 à 15 % de SO2, ce qui
correspond aux conditions de production d'acide sulfurique. Coefficient vous-
la combustion du soufre dans la zone de combustion dépasse 90 % dans le centre de combustion, en moyenne
pour l'usine pilote 78,6 %.
L'essence de la méthode est de créer un contrôle
mon centre de combustion de soufre dont les paramètres sont maintenus au niveau
suffisante pour obtenir une norme pour la production d'acide sulfurique
beaucoup de gaz acide.
Le processus de combustion du soufre et de grillage des minerais de soufre a été suffisamment étudié. Un-
cependant, dans des conditions de réservoir, ce processus est compliqué et dépend de la structure
et texture des minerais de soufre, composition minéralogique et chimique ensemble
roches indulgentes, sur la teneur en soufre du minerai, la puissance, la porosité et
la perméabilité du réservoir, à partir de la répartition des pores et des fractures du réservoir par taille,
sur la coupe d'eau de la formation, sur la pression, le débit d'injection et la composition de l'oxyde
lanceur, etc.
La température d'inflammation du soufre dans les pores de la formation est complexe
fonction de la composition du mélange réactionnel, diamètre caractéristique des pores, pression
niya, la conductivité thermique et la présence d'impuretés dans le soufre liquide. En particulier,
il a été démontré que les vapeurs de soufre ne peuvent s'enflammer que dans les pores
de quelques millimètres à une température supérieure à la température
soufre bouillant. Ainsi, la combustion du soufre ne se produit que dans de grandes
formation de pores sans pénétrer en profondeur dans les blocs de soufre. Conduite scolaire
la présence d'un foyer de combustion du soufre in situ conduit à l'apparition d'un
distribution longitudinale épineuse de la température sous forme d'≪onde thermique
ny≫, dans lequel il est possible de distinguer des zones de préchauffage, une zone
soufre fondu, zone de combustion et zone de minerai brûlé. Par puissance
la combustion de la formation se produit principalement dans la partie supérieure, tandis que
une « flaque de soufre » se forme au fond de la formation. Processus in situ
La combustion du soufre se déroule en plusieurs étapes. Au premier stade de la production
la formation est allumée avec la température du centre de combustion maintenue jusqu'à
jusqu'à ce que son propre dégagement de chaleur dépasse la perte de chaleur.
Au fur et à mesure que la formation se réchauffe, les vapeurs de soufre des blocs finement poreux s'écoulent
ils pénètrent dans des pores et des fissures plus larges, où ils sont oxydés et font partie
le soufre en avant du front de combustion est fondu à partir des blocs de minerai et s'écoule vers
bas de la couche. Ainsi, à la deuxième étape du procédé, le centre de combustion
se déplace uniquement le long des plus grands pores et fissures. Où
partie de vapeur de soufre non oxydée
se condense dans les zones non chauffées, obstruant la formation. Au troisième,
l'étape la plus longue du processus est la postcombustion du soufre en blocs
et au fond de la formation. Chaque étape a sa propre dépendance
entre le débit de soufflage et la concentration en dioxyde de soufre, ce qui permet
la capacité de gérer le processus de combustion souterraine du soufre, atteignant l'état
composition des gaz de combustion.
La technologie de combustion souterraine du soufre comprend les éléments suivants
opérations :
1. L'ouverture du réservoir par des puits avec leur cuvelage à cuvelages métalliques
des chaînes de tuyaux jusqu'au sommet de la formation. Le forage le long du réservoir est réalisé par colonne
méthode de kovy avec carottage.
2. Réalisation d'injection d'air expérimentale dans des puits avec mesures
on utilise sa pression et son débit dans le temps pour déterminer la filtration
caractéristiques du réservoir et son assèchement. Pour identifier d'éventuelles
fuites de gaz, des fumées persistantes sont injectées dans le réservoir.
3. Allumage de la formation à l'aide de brûleurs à gaz de fond ou
la descente dans le visage de coke brûlant. L'allumage s'arrête lorsque le
gaz de combustion de dioxyde de soufre avec une concentration supérieure à 3 %.
4. Contrôler la composition des gaz de combustion en modifiant le débit
alimentation en air, point d'alimentation en air et point de sortie de gaz.
5. Collecte des gaz de combustion.
6. Dépoussiérage et séchage des gaz de combustion.
7. Oxydation catalytique de l'anhydride sulfureux en anhydride sulfurique
hydrure, par exemple, dans les appareils à double contact.
8. Obtention d'acide sulfurique dans un absorbeur d'oléum.
9. Neutralisation et valorisation des eaux usées acides et des boues.
Les études réalisées ont montré : que sauver il est
Les technologies PSS peuvent être adoptées par analogie avec CCGT en termes de gazéification
cations et par analogie avec le traitement des gaz de dioxyde de soufre de la métallurgie non ferreuse dans
parties de la production de fentes d'acide sulfurique. Les calculs montrent que par rapport à
niyu avec des méthodes de base pour la production d'acide à partir de soufre et de pyrite de technique
La technologie PSS est rentable avec une production minimale
la capacité de l'entreprise est de 100 000 tonnes d'acide sulfurique par an.
Aspects environnementaux PS SS liés à la garantie de non-prolifération
la source de combustion au-delà des contours de la zone minée et la percée de substances toxiques
produits de combustion à la surface. La pratique d'éteindre les incendies sur le ser-
mines montre qu'il existe deux principes de base
solution réussie du problème - arrêter le flux d'air et réduire -
abaisser la température du site de combustion. En cas d'incendie accidentel près de l'air libre
Sur cette surface, les deux principes peuvent être mis en œuvre avec beaucoup de difficulté.
Avec l'organisation délibérée du centre de combustion à une grande profondeur,
comme l'expérience l'a montré, le problème de l'isolement du foyer facilite grandement
oui. Les interruptions de l'alimentation en comburant entraînent un colmatage important
zones périphériques à soufre condensé et à l'auto-isolement du site
incinération. L'approvisionnement en eau directement au foyer n'est pas pratique, car
en raison des températures élevées dans le réservoir, haute pression
vapeur, ce qui peut entraîner la formation d'une rupture des roches de formation et
toits. Le plus rationnel est l'inondation de bord avec
la présence d'un système de puits de surveillance appropriés.
Perspectives de PSS à partir de tâches et de recherches ultérieures. Par-
prometteur pour PSS, comme indiqué ci-dessus, riche et très perméable
gisements de soufre, mais leur part dans les ressources totales de soufre natif est faible.
Par conséquent, il semble plus approprié de développer une version modifiée
de la méthode par rapport aux minerais de soufre à faible perméabilité et autres
nitam. En particulier, il est montré qu'une variante peut être mise en œuvre avec succès
ant, prévoyant le déroulement initial du processus en deux
situés puits isolés. Après avoir connecté les zones de la fonte
un canal d'écluse est formé autour de ces puits, l'intensité
processus augmente et progressivement des puits y sont impliqués à
plus grande distance.
Dans le domaine de l'obtention de produits commercialisables, la recherche de technologies
schémas logiques de production d'acide sulfurique à faible concentration
gaz acide, schémas de récupération du soufre élémentaire, par ex.
utilisant du sulfure d'hydrogène formé dans les zones anoxiques.
En général, la méthode PSS est très prometteuse en tant que
alternative possible aux technologies existantes pour la production de soufre et
l'acide sulfurique et pour compenser une éventuelle carence en ces types
des produits.
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Le soufre est un élément chimique qui appartient au sixième groupe et à la troisième période du tableau périodique. Dans cet article, nous examinerons en détail sa composition chimique, sa production, son utilisation, etc. La caractéristique physique comprend des caractéristiques telles que la couleur, le niveau de conductivité électrique, le point d'ébullition du soufre, etc. La caractéristique chimique décrit son interaction avec d'autres substances.
Soufre en termes de physique
C'est une substance fragile. Dans des conditions normales, il est dans un état solide d'agrégation. Le soufre a une couleur jaune citron.
Et pour la plupart, toutes ses connexions ont nuances jaunes. Ne se dissout pas dans l'eau. Il a une faible conductivité thermique et électrique. Ces caractéristiques le caractérisent comme un non-métal typique. Malgré le fait que la composition chimique du soufre n'est pas du tout compliquée, cette substance peut avoir plusieurs variations. Tout dépend de la structure. réseau cristallin, à l'aide desquels les atomes sont connectés, mais ils ne forment pas de molécules.
Ainsi, la première option est le soufre rhombique. Elle est la plus stable. Le point d'ébullition de ce type de soufre est de quatre cent quarante-cinq degrés Celsius. Mais pour qu'une substance donnée passe à l'état gazeux d'agrégation, elle doit d'abord passer par l'état liquide. Ainsi, la fusion du soufre se produit à une température de cent treize degrés Celsius.
La deuxième option est le soufre monoclinique. C'est un cristal en forme d'aiguille avec une couleur jaune foncé. La fusion du soufre du premier type, puis son lent refroidissement conduit à la formation de ce type. Cette variété a presque les mêmes caractéristiques physiques. Par exemple, le point d'ébullition du soufre de ce type est toujours le même quatre cent quarante-cinq degrés. De plus, il existe une telle variété de cette substance que le plastique. Il est obtenu en versant dans eau froide chauffé presque à ébullition rhombique. Le point d'ébullition du soufre de ce type est le même. Mais la substance a la propriété de s'étirer comme du caoutchouc.
Une autre composante de la caractéristique physique dont j'aimerais parler est la température d'inflammation du soufre.
Cet indicateur peut varier en fonction du type de matériau et de son origine. Par exemple, la température d'inflammation du soufre technique est de cent quatre-vingt-dix degrés. C'est un chiffre plutôt faible. Dans d'autres cas, le point d'éclair du soufre peut être de deux cent quarante-huit degrés et même de deux cent cinquante-six. Tout dépend de quel matériau il a été extrait, de sa densité. Mais nous pouvons conclure que la température de combustion du soufre est assez basse, comparée à d'autres éléments chimiques, c'est une substance inflammable. De plus, le soufre peut parfois se combiner en molécules composées de huit, six, quatre ou deux atomes. Maintenant, après avoir considéré le soufre du point de vue de la physique, passons à la section suivante.
Caractérisation chimique du soufre
Cet élément a une masse atomique relativement faible, elle est égale à trente-deux grammes par mole. La caractéristique de l'élément soufre comprend une caractéristique de cette substance telle que la capacité de posséder divers degrés oxydation. En cela, il diffère, disons, de l'hydrogène ou de l'oxygène. Considérant la question de savoir ce caractérisation chimiqueélément soufre, il est impossible de ne pas mentionner que, selon les conditions, il présente à la fois des propriétés réductrices et oxydantes. Considérons donc, dans l'ordre, l'interaction d'une substance donnée avec divers composés chimiques.
Soufre et substances simples
Les substances simples sont des substances qui ne contiennent qu'un seul élément chimique. Ses atomes peuvent se combiner en molécules, comme, par exemple, dans le cas de l'oxygène, ou ils peuvent ne pas se combiner, comme c'est le cas avec les métaux. Ainsi, le soufre peut réagir avec les métaux, d'autres non-métaux et les halogènes.
Interaction avec les métaux
Une température élevée est nécessaire pour réaliser ce genre de processus. Dans ces conditions, une réaction d'addition se produit. C'est-à-dire que les atomes de métal se combinent avec des atomes de soufre, formant ainsi des sulfures de substances complexes. Par exemple, si vous chauffez deux moles de potassium en les mélangeant avec une mole de soufre, vous obtenez une mole du sulfure de ce métal. L'équation peut s'écrire sous la forme suivante : 2K + S = K 2 S.
Réaction avec l'oxygène
C'est la combustion du soufre. À la suite de ce processus, son oxyde est formé. Cette dernière peut être de deux types. Par conséquent, la combustion du soufre peut se produire en deux étapes. La première est lorsqu'une mole de soufre et une mole d'oxygène forment une mole de dioxyde de soufre. Écrivez l'équation pour cela réaction chimique peut être comme suit: S + O 2 \u003d SO 2. La deuxième étape est l'ajout d'un atome d'oxygène supplémentaire au dioxyde. Cela se produit si une mole d'oxygène est ajoutée à deux moles dans des conditions haute température. Le résultat est deux moles de trioxyde de soufre. L'équation de cette interaction chimique ressemble à ceci : 2SO 2 + O 2 = 2SO 3. Suite à cette réaction, acide sulfurique. Ainsi, en mettant en oeuvre les deux procédés décrits, il est possible de faire passer le trioxyde obtenu à travers un jet de vapeur d'eau. Et nous obtenons L'équation d'une telle réaction s'écrit comme suit: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4.
Interaction avec les halogènes
Chimique comme les autres non-métaux, lui permettre de réagir avec ce groupe de substances. Il comprend des composés tels que le fluor, le brome, le chlore, l'iode. Le soufre réagit avec n'importe lequel d'entre eux, à l'exception du dernier. A titre d'exemple, on peut citer le processus de fluoration de l'élément du tableau périodique que nous considérons. En chauffant le non-métal mentionné avec un halogène, deux variations de fluorure peuvent être obtenues. Le premier cas : si on prend une mole de soufre et trois moles de fluor, on obtient une mole de fluor dont la formule est SF 6. L'équation ressemble à ceci : S + 3F 2 = SF 6. De plus, il existe une deuxième option : si nous prenons une mole de soufre et deux moles de fluor, nous obtenons une mole de fluorure de formule chimique SF 4 . L'équation s'écrit sous la forme suivante : S + 2F 2 = SF 4 . Comme vous pouvez le voir, tout dépend des proportions dans lesquelles les composants sont mélangés. Exactement de la même manière, il est possible de réaliser le procédé de chloration du soufre (deux substances différentes peuvent également se former) ou de bromation.
Interaction avec d'autres substances simples
La caractérisation de l'élément soufre ne s'arrête pas là. La substance peut également entrer en réaction chimique avec l'hydrogène, le phosphore et le carbone. En raison de l'interaction avec l'hydrogène, un acide sulfurique se forme. En raison de sa réaction avec les métaux, leurs sulfures peuvent être obtenus, qui, à leur tour, sont également obtenus par réaction directe du soufre avec le même métal. L'addition d'atomes d'hydrogène aux atomes de soufre ne se produit que dans des conditions de très haute température. Lorsque le soufre réagit avec le phosphore, son phosphure se forme. Il a la formule suivante : P 2 S 3. Pour obtenir une mole de cette substance, vous devez prendre deux moles de phosphore et trois moles de soufre. Lorsque le soufre interagit avec le carbone, le carbure du non-métal considéré se forme. Sa formule chimique ressemble à ceci : CS 2. Pour obtenir une mole de cette substance, vous devez prendre une mole de carbone et deux moles de soufre. Toutes les réactions d'addition décrites ci-dessus ne se produisent que lorsque les réactifs sont chauffés à des températures élevées. Nous avons considéré l'interaction du soufre avec des substances simples, passons maintenant au point suivant.
Soufre et composés complexes
Les composés sont les substances dont les molécules sont constituées de deux éléments différents (ou plus). Propriétés chimiques le soufre lui permet de réagir avec des composés tels que les alcalis, ainsi que l'acide sulfaté concentré. Ses réactions avec ces substances sont plutôt particulières. Considérons d'abord ce qui se passe lorsque le non-métal en question est mélangé avec de l'alcali. Par exemple, si nous prenons six moles et que nous leur ajoutons trois moles de soufre, nous obtenons deux moles de sulfure de potassium, une mole de ce sulfite métallique et trois moles d'eau. Ce type de réaction peut être exprimé par l'équation suivante: 6KOH + 3S \u003d 2K 2 S + K2SO 3 + 3H 2 O. Par le même principe, l'interaction se produit si vous ajoutez Ensuite, considérez le comportement du soufre lorsqu'une solution concentrée d'acide sulfaté y est ajouté. Si nous prenons une mole de la première et deux moles de la seconde substance, nous obtenons les produits suivants: trioxyde de soufre à raison de trois moles, ainsi que de l'eau - deux moles. Cette réaction chimique ne peut avoir lieu que lorsque les réactifs sont chauffés à haute température.
Obtention du non-métal considéré
Il existe plusieurs méthodes principales par lesquelles le soufre peut être extrait d'une variété de substances. La première méthode consiste à l'isoler de la pyrite. La formule chimique de ce dernier est FeS 2 . Lorsque cette substance est chauffée à haute température sans accès à l'oxygène, un autre sulfure de fer - FeS - et du soufre peuvent être obtenus. L'équation de réaction s'écrit comme suit: FeS 2 \u003d FeS + S. La deuxième méthode d'obtention de soufre, souvent utilisée dans l'industrie, est la combustion du sulfure de soufre sous la condition d'une petite quantité d'oxygène. Dans ce cas, vous pouvez obtenir le non-métal et l'eau considérés. Pour effectuer la réaction, vous devez prendre les composants dans un rapport molaire de deux à un. En conséquence, nous obtenons les produits finaux dans des proportions de deux à deux. L'équation de cette réaction chimique peut s'écrire comme suit: 2H 2 S + O 2 \u003d 2S + 2H 2 O. De plus, le soufre peut être obtenu au cours de divers procédés métallurgiques, par exemple lors de la production de métaux tels que le nickel, cuivre et autres.
Usage industriel
Le non-métal que nous envisageons a trouvé son application la plus large dans l'industrie chimique. Comme mentionné ci-dessus, il est utilisé ici pour en obtenir de l'acide sulfate. De plus, le soufre est utilisé comme composant pour la fabrication d'allumettes, du fait qu'il s'agit d'un matériau inflammable. Il est également indispensable dans la production d'explosifs, de poudre à canon, de cierges magiques, etc. De plus, le soufre est utilisé comme l'un des ingrédients des produits antiparasitaires. En médecine, il est utilisé comme composant dans la fabrication de médicaments pour les maladies de la peau. En outre, la substance en question est utilisée dans la production de divers colorants. De plus, il est utilisé dans la fabrication de luminophores.
Structure électronique du soufre
Comme vous le savez, tous les atomes sont constitués d'un noyau, dans lequel se trouvent des protons - des particules chargées positivement - et des neutrons, c'est-à-dire des particules qui ont une charge nulle. Les électrons tournent autour du noyau avec une charge négative. Pour qu'un atome soit neutre, il doit avoir le même nombre de protons et d'électrons dans sa structure. S'il y a plus de ces derniers, c'est déjà un ion négatif - un anion. Si, au contraire, le nombre de protons est supérieur au nombre d'électrons, c'est ions positifs, ou un cation. L'anion soufre peut agir comme un résidu acide. Il fait partie des molécules de substances telles que l'acide sulfurique (sulfure d'hydrogène) et les sulfures métalliques. Un anion se forme lors de la dissociation électrolytique, qui se produit lorsqu'une substance est dissoute dans l'eau. Dans ce cas, la molécule se décompose en un cation, qui peut être représenté par un ion métal ou hydrogène, ainsi qu'un cation - un ion d'un résidu acide ou un groupe hydroxyle (OH-).
Puisque le numéro de série du soufre dans le tableau périodique est seize, nous pouvons conclure que ce nombre exact de protons se trouve dans son noyau. Sur cette base, nous pouvons dire qu'il y a aussi seize électrons qui tournent autour. Le nombre de neutrons peut être trouvé en soustrayant le numéro de série de l'élément chimique de la masse molaire: 32 - 16 \u003d 16. Chaque électron ne tourne pas au hasard, mais le long d'une certaine orbite. Le soufre étant un élément chimique appartenant à la troisième période du tableau périodique, il existe trois orbites autour du noyau. Le premier a deux électrons, le second en a huit et le troisième en a six. La formule électronique de l'atome de soufre s'écrit : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Prévalence dans la nature
Fondamentalement, l'élément chimique considéré se trouve dans la composition des minéraux, qui sont des sulfures de divers métaux. Tout d'abord, c'est de la pyrite - sel de fer; c'est aussi du plomb, de l'argent, du cuivre lustré, de la blende de zinc, du cinabre - sulfure de mercure. De plus, le soufre peut également être inclus dans la composition des minéraux, dont la structure est représentée par trois éléments chimiques ou plus.
Par exemple, chalcopyrite, mirabilite, kiesérite, gypse. Vous pouvez examiner chacun d'eux plus en détail. La pyrite est un sulfure de fer ou FeS 2 . Il a une couleur jaune clair avec un éclat doré. Ce minéral se trouve souvent sous forme d'impureté dans le lapis-lazuli, qui est largement utilisé pour fabriquer des bijoux. Cela est dû au fait que ces deux minéraux ont souvent un gisement commun. L'éclat du cuivre - chalcocite ou chalcosine - est une substance gris bleuâtre, semblable au métal. et le lustre argenté (argentite) ont des propriétés similaires : ils ressemblent tous deux à des métaux, ont une couleur grise. Le cinabre est un minéral brun-rouge terne avec des taches grises. La chalcopyrite, dont la formule chimique est CuFeS 2 , est jaune d'or, on l'appelle aussi golden blende. La blende de zinc (sphalérite) peut avoir une couleur allant de l'ambre à l'orange feu. Mirabilite - Na 2 SO 4 x10H 2 O - cristaux transparents ou blancs. Il est aussi appelé utilisé en médecine. La formule chimique de la kiesérite est MgSO 4 xH 2 O. Elle ressemble à une poudre blanche ou incolore. La formule chimique du gypse est CaSO 4 x2H 2 O. De plus, cet élément chimique fait partie des cellules des organismes vivants et est un oligo-élément important.